【采矿课件】鸡西大学：煤矿开采学（电子教案）

绪论一、我国煤炭工业自然概况煤炭工业的粮食各行各业煤炭占我国的一次能源的70%左右，水、核、石油占20%左右。储量一万亿吨以上，如果没有新的替代能源产生的话，可采150以上。神府14亿，准格尔更大，是世界上煤炭资源丰富的国家之一，发展煤炭工业具备资源条件。由于地广、煤多，分布不均衡（东南缺、西北丰、西南求略大于供、东北适度），决定了采煤方法五花八门，种类繁多。美国是柱式体系，利用煤炭的历史七千多年，解放初到80年代，是发展最迅速的时期期，增长33倍，30年的时间，年递增12%。二、我国煤碳工业的发展现状目前年产量已达19个亿，居世界首位。综采面：平均年产约100万吨，最高1000万吨，多集中在山西和陕蒙交界的神府。普采面：平均年产约40万吨，最高90万吨。炮采面：平均年产约15万吨，最高50万吨出现了5.5m厚煤层一次采全高灯煤采煤法6m以上厚煤层综采放顶煤采煤法。三、煤炭工业的未来石油逐渐短缺。煤炭是长久能源。正在发展煤的气化和液化。近几年煤炭行业发展速度加快，产量继续增加，前途光明。四、煤矿开采学的概念、内容煤炭开采学――是研究煤矿开采技术的综合性技术科学。研究采，掘，机，运，通。战胜井上下的各种不利条件：暗，脏，湿，累，险。采煤学的基本内容：理论结合实际地阐述适应不同煤层赋存条件的各种采煤方法、准备方式、井田的开拓方式及设计等有关问题。阐述回采工作面——采面布置及系统——井田开拓之间的关系。五．学习方法：1.通读2.记忆3.作业与练习4.各种模型和录像5.答疑2005年月日课题单一走向长壁采煤法回采工艺教学时间1-2节班级03采矿教材分析教学目的、要求掌握各种采煤方法和单一走向长壁采煤法回采工艺教学重点爆破采煤回采工艺教学难点炮眼布置教学进程一、2.1采煤方法的概念20二、2.2采煤方法的分类及应用情况20三、3.1.1爆破落煤20四、3.1.2装煤与运煤20五、3.1.3工作面支护和采空区处理10课的类型新课教法讲（传）授教具、手段板书扩展内容掘进中的炮眼布置后记第二章采煤方法的概念及分类2.1采煤方法的概念采煤方法——采煤系统与回采工艺的综合2.2采煤方法的分类及应用情况分两种体系：壁式体系——产量94%，广泛应用。柱式体系——很少应用。适用条件：埋藏浅(压力小)，近水平(机械化柱式采煤)。薄及中厚煤层，顶板较好，沼气少，三下一上采煤。房打通了就是联络巷，矿压显现较弱。第三章采煤方法的概念及分类、单一走向长壁采煤法回采工艺三种：1、炮采——爆破落煤，爆破及人工装煤，机械化运煤，单体柱支护。2、普采——采煤机落煤，机械及人工装煤，机械化运煤，单体柱支护。3、综采——采煤机落煤，机械及人工装煤，机械化运煤，液压支架支护。3.1爆破采煤回采工艺3.1.1爆破落煤一、工序：打眼，装药，添炮泥，联炮线，放炮。要求：采用不同的参数。二、炮眼布置：单排眼对眼双排眼三花眼三排眼三角眼三、炮眼角度四、炮眼深度：大于进度，进度0.8；1.0；1.2。五、装药量：150-600g/每孔六、一次起爆数：几个到几十个不等。顶板不好，间隔爆破。采用串联法。3.1.2装煤与运煤一、装煤：爆破装煤，人工装煤，机械化装煤。二、运煤：SGW—40或SGW—44型刮板运输机。移动千斤顶一台/6m，机头机尾各3台。3.1.3工作面支护和采空区处理一、工作面支护1、支柱类型：单体支柱和金属摩擦支柱。2、布置形式a、正悬臂齐梁直线柱，常用。b、正悬臂错梁三角柱，很少用。3、控顶排数：最小三排，最大五排，推进一次或两次放顶一次。4、特种支柱：切顶墩柱木支柱：丛柱，密集，木垛，斜撑二、采空区处理：尽量采用全部跨落法。1、全部跨落法——当工作面从开切眼推进一定距离后，主动撤除采煤工作空间以外的支架，使直接顶自然垮落，以后，随着工作面推进，每隔一定距离就按计划回柱放顶。一般是三、五排放顶或三、四排放顶。2、最大控顶距——工作空间达到的允许最大宽度。3、最小控顶距——回采工作所需要的最小宽度。4、两者之差是放顶步距。5、放顶方法回柱绞车回拄——木支柱。人工回柱——单体柱或金属柱。回柱顺序——自下而上，自采空区侧向煤壁。思考与练习1.为什么要对采空区进行处理?2.绘图并叙述放顶循环的过程。3.查找微差爆破资料并自学。通读教材2005年月日课题综合机械化回采工艺教学时间3-4节班级03采矿教材分析教学目的、要求掌握综合机械化回采工艺教学重点综合机械化回采工艺教学难点采煤机割煤方式教学进程3.3.1综采面双滚筒采煤机工作方式253.3.2综采面液压支架的移架方式203.3.3综采工作面工序配合方式303.3.4综采面端头作业15课的类型新课教法讲（传）授教具、手段板书作业布置后记3.3综合机械化回采工艺3.3.1综采面双滚筒采煤机工作方式一．滚筒转向和位量A．前顶后底右顺左逆――常用，注意与单滚相反B．前底后顶右逆左顺――中部夹矸易破碎C．前底后顶（课后思考）――特殊型号薄煤层采煤机D．前底后顶右顺左逆――过构造、后滚筒过后，马上稳架，防止碎矸垮落二．割煤方式往返一次割两刀工作面端部斜切进刀适用条件：煤层稳定，倾角较缓，常用往返一次割一刀工作面中间或端部进刀适用条件：1.顶板差2.煤层倾角大，有能自上而下移架（支架相互摩擦）或输送机下滑，只能自下而上移架3.双滚筒不能一次采全高，煤层厚，贴顶煤人工处理下不，采煤机装一次4.装煤效果差，装煤单需一程5.煤尘大，回风端不能移架作业三．综采面采煤机的进刀方式1.直接推推入法进刀（开缺口）很少采用――放炮崩设备重2.工作面端部斜切进刀割三角煤往返一次割两刀采煤机需等待移机头往返一次割一刀斜切折返留三角煤往返一次割一刀斜切不折返，不等待移架，空牵引，移架跟不上3.工作面中部斜切进刀往返一次割一刀，斜切不折返，不等待4.滚筒钻入法进刀，较少用3.3.2综采面液压支架的移架方式一．移架方式单架依次顺序式一架一架移简单，适用不稳定顶板，应用较多，移架时卸载面积小，顶板下沉量小分组间隔交错式沿采煤机行走方向移架速度快，适用顶板较稳定，每次不超过3架成组整体依次顺序式一组/次2～3架/组二．移架方式时移架速度的影响一次移支架Vz=N3l/(te+Ntd)一次移Vz=lz/(te+td)说明一次移多架比一次移一架在供液量相等的条件下，移架速度加快。可适应采煤机快速行走，加大产量。3.3.3综采工作面工序配合方式及时支护方式：割煤――移架－－推溜利于行人，运料，通风，适用直接顶不好，老顶周期压不大。滞后支护：割煤――移溜――移架，我国较少用。3.3.4综采面端头作业一．端头支护方式单体柱端头支架（专门的）工作面支架二．平巷断面与综采面的相对位量运输平巷断面应卧底掘进。移动变电站布置在同一侧，皮带运输机应在远离工作面一侧，应采用斜顶梯形断面断面，支护用可缩支架或锚杆。3.3.5综采设备配套参数煤层最大厚度一般应小于采煤机最大采高支架顶梁底面应高于采煤机面200mm端面距T=150—350mm，采高小取下限，采高大取上限移架千斤顶的行程应比采煤机截深大100~200mm设备配套有成套设备手册，设备样本上、下山运输设备能力=平巷运力=工作面能力。作业：P40图3-28中，分别对（b）和（c）两种方式回答并画图表示每次移架同时几架？割煤几架宽之后移一次支架？思考题：爬底板薄煤层采煤机滚筒旋转方向。2005年月日课题其它条件下机采工艺的特点教学时间1-2节班级03采矿教材分析教学目的、要求了解其它条件下机采工艺的特点教学重点综采面调斜与旋转工艺教学难点综采面调斜与旋转工艺教学进程3.4.1薄煤层机采的特点103.4.2大采高综采的特点153.4.3大倾角机采面特点103.4.4综采面调斜与旋转工艺103．5回采工艺方式的选择45课的类型新课扩展内容旋转式采煤的要点教具、手段讲述、多媒体作业布置后记3．4其它条件下机采工艺的特点3．4．1薄煤层机采的特点我国薄煤层产量不到储量比重的一半，因为经济效益不好，不愿采。一．薄煤层滚筒采煤机采煤的特点：双滚筒，功率不小，薄机身，破岩力较强。骑溜式——类似普通采煤机，适用M0.8—0.9m；爬底式——机身在滚筒侧，M=0.6—0.8m，前底后顶；滚筒转向——对滚；运输机——转型，双边链，矮机身；“三股道”控顶距——人行道，机道，割煤道，尽量减少控顶距，滞后支护。二．刨煤机采煤特点：截深小，功率较小，粉尘较小，司机可在平巷操作，移溜和支护工人位置相对固定。托钩刨——掌板压在输送机下方，直接托底板，稳定性好，阻力大；滑行刨——取消掌板，用滑架；托钩滑行刨——有掌板，掌板下增加滑板，减少摩擦力；刨煤能力Qb=3600MVbHrckM——采高c——工作面回采率。脆性煤，或裂隙发育顶板较稳定，底板平整适用条件断层少，硬结核和夹矸少一般采高1—4m煤层倾角15°3．4．2大采高综采的特点3．5m——5。0m，分层和放顶都不太适合，支架容易歪斜，扭转，倒架，容易出现大面积片帮。加强司机培训煤壁要直，输送机要防滑保护支架措施适度带压移架过构造有措施调整工作面推进方向，推进方向和节理方向一致或交小角有利防片帮措施用木锚杆加固煤壁树脂固结3．4．3大倾角机采面特点（主要防滑，当12°）防止没煤矸进入底槽工作面适当伪斜一．运输机防滑自上而下，单向移溜，下行割煤，上行装煤移溜单体柱固定机头锚固装置不能同时挪开二．液压支架防倒防滑自下向上移架，防采空区矸石下冲支架尾部1．防倒间隔移架，并使支架保持适当迎山角确保工作面下端头排头支架的稳定16°时，设液压安全绞车2．采煤机防滑采用无链牵引采煤机，本身防滑轻型采煤机设简单防滑杆倾角较小时采煤机应具备下滑闭锁功能，以防溜子刮动采煤机，新产品都有3．4．4综采面调斜与旋转工艺一．确定方案：选择煤层稳定，不受采动影响，构造少，无老巷的快段，一般应以机头端为中心，旋转机尾端。二．顶板管理：采用虚旋转中心法，实质是靠近端头的支架走一个小弧线。三．调斜工艺：从长刀逐渐变为短刀，最后调直运输，调正支架，进入下一个转角工程，小角度的旋转叫调斜，转角45°—90°叫旋转。适用条件：局部地质变化，回收边角煤。主要目的：减少搬家次数。1．单产效率低，旋转期长，6—8个月，支架损坏较严重，一般不用2．作业环境要求高2.5m12°3．对设备要求4．对人员要求高3．5回采工艺方式的选择3．5．1综采适用条件煤层较厚2。0m，有适当的可推进长度1000m，倾角较缓，一般15°。贯彻以经济效益为中心的思想。3．5．2普采适用条件适用条件广泛，尽量采用，炮采面尽量少用。2005年月日课题回采工艺特殊技术措施教学时间3-4节班级03采矿教材分析教学目的、要求了解其它条件下机采工艺的特点教学重点回采工艺的特殊技术措施教学难点回采工作面工艺设计教学进程一、回采工作面过地质构造的技术措施20二、综采面的拆迁与安装253.7回采工作面工艺设计一、确定机采工作面的开机率3二、机采面生产能力7三、确定工作面合理长度10四、回采工作面作业规程的编制及步骤15五、劳动组织形式的选择10课的类型新课扩展内容循环方式的多样性和合理性教具、手段讲述、多媒体作业布置后记3．6回采工艺的特殊技术措施一、回采工作面过地质构造的技术措施一般措施：1、炮采2、把断层留在煤柱中3、调斜4、工作面甩掉一部分5、搬家(一)回采工作面过断层，不般家，因为搬家费太高，又得停产。条件：断层落差≤煤层厚度综采面断层落层煤厚与最小采高之差，则不挑顶，不卧底否则，挑顶卧底采煤机割挑顶卧底时需注意调整方向，工作面与断层走向夹角≮20o～30o预先逐步减小采高。(二）综采面过其它地质构造1、过陷落柱（直径30m）30m时，搬家。措施：1）、控制爆破，采煤机清矸，清矸石后马上转移架，小步距循环。2）、以最小采高通过。3）、陷落柱范围内支架相对滞后。2、过褶曲带当褶曲较大时，工作面推进方向应垂直于背向斜轴。(三)综采面过旧巷道二、综采面的拆迁与安装(一)拆迁1、顶板控制金属网加木板梁金属网加钢丝绳金属网加锚杆------推荐2、拆除方法端头平巷，挑高